efecto del riego deficitario controlado en las tasas de ... · del fruto en el crecimiento...

MARÍA JAQUELINE MOLINA-OCHOA1

JAVIER ENRIQUE VÉLEZ-SÁNCHEZ1, 3

PEDRO RODRÍGUEZ2

Plantulas de tomate. Foto: Álvarez-Herrera.

Efecto del riego deficitario controlado en las tasas de crecimiento del fruto de pera (Pyrus communis L.), var. Triunfo de Viena

Effect of controlled deficit irrigation on the fruit growth rates of the Triunfo de Viena pear (Pyrus communis L.) variety

Frutos de pera en fructificación en Sesquilé (Cundinamarca).Foto: J.E. Vélez-Sánchez

RESUMEN

�� cultivo de peral, variedad Triunfo de Viena que consistió en la aplicación de tres tratamientos de riego: el pri-��!�� "��#��$%��%��&��%��!�� "��$%��&��'��()"�&�**"��$%��#��+�.��$%��ecuación de Penman-Monteith. Los resultados indican que ninguno de los tratamientos difirió significativa-��0��1��22�&�3*"��al control en el T1 y T2, respectivamente durante la aplicación diferencial del riego, siguiendo una curva sig-moide ajustada a una ecuación logística de tres parámetros.

1 Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Civil e Ingeniería Agrícola, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá (Colombia).

2 Departamento de Fisiología y Bioquímica Vegetal, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), Universidad 8��9��;��<��0��.��.�=��>�&��?��+

3�� 8��+�=�#��E��+��+��

REVISTA COLOMBIANA DE CIENCIAS HORTÍCOLAS - Vol. 9 - No. 2 - pp. 234-246, julio-diciembre 2015

Palabras clave adicionales: evapotranspiración potencial, ahorro de agua, curva sigmoide.

Doi: http://dx.doi.org/10.17584/rcch.2015v9i2.4179

235R I E G O D E F I C I TA R I O C O N T R O L A D O E N E L C R E C I M I E N T O D E L F RU T O D E P E R A

Vol. 9 - No. 2 - 2015

Additional key words: potential evapotranspiration, water savings, sigmoid curve.

Fecha de recepción: 27-02-2015 Aprobado para publicación: 20-11-2015

ABSTRACT

S��W�� 8�� X��X��1��of the Triunfo de Vienna pear variety, which consisted of three irrigation treatments: control, irrigated �1��1�� 1�� &�� "� �� 1�� #�� $%��Y� �� %�� %�� X��1��1��1��&�� "��$%��1��X�1�X1��()"��**"��1��$%��X��#��&+�%1��#��$%��X��X��1��1��Z��[Monteith equation. The results indicated that none of the treatments differed significantly from the control ��X�1��&��X��#��22��3*"��1��%��%��respectively, with the differential irrigation application, following a sigmoid adjusted to a three-parameter logistic equation curve.

INTRODUCCIÓN

El riego en frutales es importante para suplir las necesidades hídricas de las plantas cuando la pre-cipitación no es suficiente. Debido a las venta-jas del consumo de frutas frescas, el área a nivel mundial se ha incrementado y específicamente en peral (Pyrus communis L.), por sus propiedades medicinales (Li et al., 2014).

$��la “reducción de aportes de agua en aquellas fa-ses del cultivo donde es menos sensible al estrés hídrico” (Chalmers et al+��]^(�+�_��#��-dores han estudiado esta técnica en cultivos de pera en la primera etapa de desarrollo del fruto (Chalmers et al+�� ]^(Y�>�� et al., 2002; Wu et al., 2013) y después de la cosecha (Naor et al., � (Y�>��et al., 2012), con el propósito de ob-tener ahorros significativos de agua sin afectar la producción y calidad del fruto.

El riego deficitario es útil en los casos en los que la demanda hídrica no puede ser satisfecha con ��z��]](�+�{�1��-dian et al., 1994; Alegre et al., 2002; Marsal et al., 2002; Intrigliolo et al.�� (Y�|��et al., 2009; _0��et al., 2011 han trabajado sobre este tema

en olivo, pera, ciruela, cítricos y otros frutales, para determinar condiciones favorables o desfa-vorables de su aplicación, estableciendo rangos en los que se obtienen mejores resultados. En ju-jube (Zizyphus jujuba), aplicando en el periodo de apertura de brotes, un déficit moderado, redujo el agua de riego y restringió el crecimiento vege-tativo, aumentando ligeramente o manteniendo el rendimiento de fruta (Ningbo et al., 2009).

Las curvas de crecimiento en los vegetales refleja el comportamiento de una planta en un ecosistema particular con respecto al tiempo. Las tasas de cre-��}��'��son la tasa absoluta (TAC) que indica cambio de ��!��&��#��%��que indica la variación de tamaño por unidad de tamaño inicial (Hunt, 1990). A pesar de que la duración e intensidad de las fases de crecimiento y desarrollo del fruto dependen ampliamente del genotipo, existe una estrecha relación con: la tem-peratura ambiente, humedad relativa y estado hí-drico de la planta (Casierra-Posada, 2012).

El fruto de pera crece, igualmente como la man-��<�� 2�+�

Rev. Colomb. Cienc. Hortic.

236 MOLINA-OCHOA/VÉLEZ-SÁNCHEZ/RODRÍGUEZ

En frutales de pepita, Casierra et al. (2003) defi-nieron tres fases para el crecimiento y desarrollo de frutos: (1) periodo de multiplicación celular, que dura de cuatro a cinco semanas; (2) creci-miento acelerado por elongación celular, que ��&��2��-��culminación del periodo anterior, estas mismas fases son las expuestas por Fischer et al. (2012), para la curva de crecimiento sigmoide simple.

Se considera que el crecimiento y la producti-vidad de los cultivos es proporcional al uso efi-ciente del agua y un déficit hídrico severo reduce normalmente la producción final, por el contra-rio, en algunos casos un estrés moderado puede ��=��_0��et al., 2007a).

El estrés ocasionado en el periodo de crecimien-to o expansión celular de la pera reduce el poten-�� !�� en la cosecha (Marsal et al., 2010). Sin embargo, Naor et al.�� (��?��del riego de forma moderada después de la cose-cha en pera “Spadona” aumentó el rendimiento en la temporada siguiente, teniendo en cuenta que la respuesta se determina por el nivel del es-trés aplicado, ya que cuando el estrés fue severo el rendimiento se redujo.

Un déficit hídrico en árboles adultos del peral, durante la etapa de división celular, que corres-ponde al periodo de crecimiento vegetativo, puede restringir el crecimiento de los tallos sin mostrar diferencia en el tamaño de la fruta (Wu et al., 2013).

En frutales caducifolios en condiciones de clima mediterráneo la falta de agua constituye un factor limitante del crecimiento del fruto (Goldschmidt y Monselise, 1977) y en general de la producción (Levy et al., 1979). Un periodo crítico es la fase inicial de crecimiento del fruto, donde aumenta la caída y provoca la disminución de la tasa de crecimiento, determinando el tamaño final del mismo (Shalhevet et al., 1979).

Las mediciones del diámetro del fruto como in-dicador del momento en que debe aplicarse el riego, fueron recomendadas ya desde tiempos antiguos. Aplicando el riego cuando el creci-miento del fruto disminuye o se detiene, se con-sigue que el tamaño del árbol y la tasa de creci-miento del fruto sea menor, de tal forma que en la etapa de crecimiento rápido, luego de aplicar el riego, los frutos se recuperan sin afectar la producción, que resulta igual a la de árboles bien regados durante todo el crecimiento. Ebel et al. ��]]*��-��?��inferior al de la curva estándar de crecimiento obtenida en condiciones sin restricción de agua, para de esta forma disminuir el crecimiento ve-getativo sin que se afectara la producción ni el tamaño de los frutos. El inconveniente para uti-��la programación del riego, es la alta variabilidad entre frutos y el que no haya siempre frutos, �� '�� programar el riego.

La medida indirecta del contenido hídrico de la ��1��#��0��-cas. Por medio de microvariaciones del espesor de las hojas y de los diámetros de ramas, tallos y ��X��&��](3Y��X��]()Y� �� et al., 1971; Huguet, 1985; Intri-��&�� (Y�_0��et al., 2007b).

El objetivo del presente estudio fue determinar el efecto de la disminución del volumen de agua aplicado durante la etapa de crecimiento rápido del fruto en el crecimiento vegetativo y del fruto de la pera variedad Triunfo de Viena.

MATERIALES Y MÉTODOS

$�� hasta abril de 2012, en el municipio de Sesquilé (Cundinamarca, Colombia), a 2.595 msnm, con temperatura media de 14°C. La parcela experi-mental tiene una superficie aproximada de 0,32


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ha, plantada en 1998 con peral var. Triunfo de Viena, con una densidad de siembra de 4 � 4 m.

$�� arcillosa. La capacidad de campo y el punto de ��1�� (�]�&��*�2"��respectivamente. La información de clima se ob-tuvo de la estación meteorológica portátil WS-GP1 (marca AT Delta-T Devices, Cambridge, UK) instalada en la parcela. El agua de riego utili-��#��9��*�]�&��$��;��-1 (a 20°C). La determinación de la lámina de riego para el ��1��#��-transpiración potencial (ETo) calculada median-��Z��>��1��8�� et al., 1998). El porcentaje de área sombreada medida ��'��32"+

$��!��?�� tratamiento: la parcela elemental estuvo forma-da por 4 a 5 filas de 3, 4 o 5 árboles cada una.

Durante los meses de diciembre, enero y febrero, se aplicaron los siguientes tratamientos diferen-ciales:

Control: tratamiento regado durante todo el año �� "��$%�+�

T1: tratamiento regado con una lámina fija co-��()"��-riodo del 28 de diciembre al 29 de febrero, coin-cidiendo con la fase de crecimiento rápido del fruto.

T2: tratamiento regado con una lámina fija co-��**"��-mo periodo del T1.

Los árboles se regaron por goteo, con seis goteros por planta de 8 L h-1 cada uno. El agua aplicada, se midió mediante contadores volumétricos. El volumen de agua aplicado a cada tratamiento se controló variando la duración del tiempo de rie-

go, manteniendo igual la frecuencia, que osciló entre 2 y 3 d por semana. Las prácticas culturales llevadas a cabo fueron las comunes para el culti-#��+�

El potencial matricial de agua en el suelo �s, fue determinado con 10, 13 y 13 sensores de �� Y��#��8��control, T1 y T2, respectivamente, instalados a 30 cm de profundidad y separados a 25 cm de la línea de goteo.

El potencial hídrico foliar se midió con una cá-�� ( � �� ;�� >��Equipment Corp. (Santa Barbara, CA), según el procedimiento descrito por Scholander et al. ��](*��&��Turner (1981). Se hicieron medidas en hojas a medio día solar, cubiertas 2 h antes con bolsas de plástico de cierre hermético recubiertas con papel de aluminio (��+�;��1�=��por árbol, en dos árboles representativos por tra-tamiento, situadas en el tercio inferior en la cara ��'��+�.��-��&��-mente cada 15 d.

Para la medida del crecimiento del fruto, se se-leccionaron 48 frutos por tratamiento, 24 en la dirección norte y 24 en la dirección sur, y se midió el diámetro ecuatorial y longitudinal, con un calibrador manual (precisión 0,01 mm) cada 15 d, desde el 8 de enero de 2012 hasta la cose-cha en abril de 2012. Las curvas de crecimiento fueron ajustadas a una ecuación logística de tres parámetros.

La tasa absoluta de crecimiento (TAC) represen-ta un cambio de tamaño por unidad de tiempo, correspondiendo a la primera derivada del cre-cimiento con respecto al tiempo (Hunt, 2003). Ecuación 1.

(1)



Donde:

dL/dt: es la derivada de la dimensión evaluada con respecto al tiempo.

.��#��%��crecimiento en términos de tasa de incremento en tamaño por unidad de tamaño (Hunt, 2003). Ecuación 2.

(2)

Donde:

L: es la dimensión evaluada.

.��1��recolección comercial de la cosecha, en los árboles de cada parcela, de la cual se determinó la distri-bución de calibres por diámetro. Los análisis de ��poscosecha del Departamento de Ingeniería Civil e Ingeniería Agrícola de la Universidad Nacional ��&��}��(°Brix) con refractómetro digital portátil (modelo �� []*�� W�� 9�� 8��-��|�W9��-#�� {��$��-

neering Labs. (Middleboro, MA) a una velocidad de prueba de 1,5 mms-1, con punta de 2 mm. Y el ��?��1��3 ��Minolta (Tokyo), en una muestra de 20 frutos por tratamiento.

$�� '�� programa IBM SPSS Statistics 20 (released 2011, IBM SPSS Statistics for Windows, Ver-sion 20.0; IBM Corporation, Armonk, NY) me-��'��#��8��#��&��comparación multiple DMS, con nivel de signi-��*"+�

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Volumen de agua aplicado

Durante el periodo de restricción, la precipita-ción total (P) fue 53,8 mm, la (ETc), calculada según Penman-Monteith (Allen et al., 1998), fue 2,84 en enero y 3,17 mm dia-1 en febrero, el agua �� (^2� �3��3��3( ��^�]��&�2))�.�'�� 2�(��control, T1 y T2, respectivamente (figura 1). La reducción de riego representó un ahorro de agua ��22�&�3*"��%��y T2, respectivamente.

Figura 1. Volumen acumulado de agua durante el periodo de restricción para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).

Volu

men

acu

mul

ado

(L/á

rbol

)

0 100 120

Días después de floración (ddf)

0

200

800

600

400

ControlT1

T2

80604020


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Crecimiento del fruto

El crecimiento del fruto durante el experimento siguió una curva sigmoide simple que describe tres fases (Fischer et al., 2012). La fase uno carac-��#��hasta 49 días después de floración (ddf), la dos en la que se presenta alargamiento celular des-de 50 hasta 110 ddf y la tres de maduración y poco crecimiento desde 111 ddf hasta la cosecha. Durante el crecimiento no se presentó diferencia significativa (P>0,05) en el diámetro longitudi-nal y ecuatorial del fruto (figuras 2A y B).

En la figura 2A se observa que el crecimiento longitudinal del fruto para el T2 tiende a ser me-nor durante el periodo de restricción, mientras ?��&��crecimiento, debido a que los frutos experimen-tan un crecimiento compensatorio al reanudar �� 0��1�� ;'��1��[{��y Torrecillas, 1995). Esto también puede indicar que los frutos son capaces de acumular materia seca durante los periodos de estrés hídrico, que puede quedar disponible para propiciar el creci-miento compensatorio, similares resultados han encontrado en pera (Wu et al., 2013) y cítricos (Cohen y Goell, 1984; Domingo et al+��]](Y�_0-

��et al., 2007a). Otro factor que puede incidir para que el tamaño del fruto en un tratamien-to deficitario sea mayor, es que tenga un menor número de frutos (Marsal et al., 2012), lo que no ocurrió en nuestro caso.

En el diámetro longitudinal del fruto la ecuación 4, es la que más se ajusta.

(3)

Donde: a, es el diámetro máximo longitudinal final del fruto, b, es constante de proporciona-lidad y c, la tasa absoluta de crecimiento en los puntos de inflexión (tabla 1).

El crecimiento del diámetro ecuatorial del fruto presentó su mejor ajuste a una ecuación logística de tres parámetros, con coeficientes de determi-nación mayores a 0,97.

(4)

Donde: y es dimensión del fruto; a, máxima dimensión final del fruto; b, tasa absoluta de crecimiento en el punto de inflexión y c, día en que se presenta la mayor tasa absoluta de crecimiento.

Figura 2. Curvas de crecimiento del diámetro longitudinal (A) y ecuatorial (B) del fruto de pera para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).

Periodo derestricción

0 250 300


0

6

7

9

8

Diá

met

ro lo

ngitu

dina

l (cm

)

A

5

4

3

2

1

20015010050

ControlT1

T2

B


0 250 300


0

6

7

8

Diá

met

ro e

cuat

oria

l (cm

)

5

4

3

2

1

20015010050

ControlT1

T2



8��un diámetro ecuatorial de fruto de 2,24; 2,23 y ��^��Y��3�](Y�3�](�&�3�]*��&��(�(*Y�(�(��&�(�( ��%��&�T2, respectivamente. Valores similares al control encontraron Arenas et al. (2013). Mientras que ��'��(2Y��*3�&��3(��Y��*�**Y�*�3]�&�*�2^��&��(�]*Y�(�)(�&�)��2��control, T1 y T2, respectivamente.

La diferencia entre modelos de crecimiento de diámetro ecuatorial y longitudinal se explica por la forma típica alargada de la pera y se puede vi-�� '��

diámetro ecuatorial, que disminuye entre 50 y 125 ddf, se recupera levemente entre 125 y 139 ddf en los tratamientos T2 y control, finalmente �� *2� �� ()� �� ?�� traduce en un mayor crecimiento longitudinal, acercándose de forma gradual a la unidad y, por último, se presenta una recuperación leve del diámetro longitudinal, definiendo la forma lig-eramente alargada de la era (figura 3).

Tasa absoluta de crecimiento del fruto

Durante el periodo de restricción (50-110 ddf) los modelos ajustados de tasa absoluta de cre-cimiento del fruto (TAC) tienen la misma

Tratamiento Modelo diámetro longitudinal Modelo diámetro ecuatorial

Control (100% de ETc)

T1 (lámina de agua fija, 67% del control)


Tabla 1. Ecuaciones de regresión para cada modelo de crecimiento del diámetro longitudinal y ecuatorial de los frutos.

Figura 3. Relación diámetros longitudinal/ecuatorial del fruto para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).

Rela

ción

diá

met

ros

long

itudi

nal/e

cuat

oria

l

0 160 180


1,02

1,04

1,20

1,18

1,06 ControlT1

T2

80604020

1,16

1,14

1,12

1,10

1,08

140120100


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tendencia de las tasas de crecimiento, además muestran el comportamiento típico para un ��por Yuri et al. (2011), en donde la máxima TAC se presentó en la fase dos, lo que coincide con �� 1��#��[9��et al. (2009).

$�� "�de ETc, 15 d después de terminar el periodo de

Tratamiento Modelo TAC diámetro longitudinal

T0 (control, 100% de ETc)



Tabla 2. Ecuaciones modelo de la TAC del diámetro longitudinal de los frutos.

Figura 4. Tasa absoluta de crecimiento (TAC) del diámetro longitudinal (A) y ecuatorial (B) del fruto para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).


0 250 300


0,000

0,060

TAC

(diá

met

ro lo

ng.,

cm d

ía-1)

A

0,050

0,040

0,030

0,020

0,010

20015010050

ControlT1

T2


0 250 300


0,000

0,035

TAC

(diá

met

ro e

cuat

., cm

día

-1)

B

0,030

0,025

0,020

0,015

0,010

20015010050

ControlT1

T2

0,005

restricción se observa la tendencia de disminu-ción de la TAC del diámetro longitudinal del fru-to en el T1 y T2, mientras que en el control, se mantiene por encima (figura 4A, tabla 2).

En cuanto a la TAC del diámetro ecuatorial de fruto se observa un comportamiento similar a la del longitudinal, donde el máximo valor de la %8��(figura 4B, tabla 3).



Figura 5. Tasa de crecimiento relativo (TCR) del diámetro longitudinal (A) y ecuatorial (B) de fruto para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).


0 250 300


0,000

0,030

TRC

(diá

met

ro lo

ng.,

cm c

m-1 d

ía-1)

A

0,025

0,020

0,015

0,010

0,005

20015010050

ControlT1

T2


0 300


0,000

0,0140

TRC

(diá

met

ro e

cuat

., cm

cm

-1 d

ía-1)

B

0,0120

0,0110

0,0100

0,0080

0,0060

200100

ControlT1

T2

0,0040

0,0020

Tratamiento Modelo TAC diámetro ecuatorial

T0 (control, 100% de ETc)



Tabla 3. Ecuaciones del modelo de la TAC del diámetro ecuatorial de los frutos.

Tasa relativa de crecimiento del fruto

.��#��%��diámetro ecuatorial como longitudinal se inicia con una disminución lenta en la fase uno de cre-cimiento, seguido por una disminución drástica en la fase dos hasta la cosecha, similar a lo en-�� 1�� #��[9�� et al. �� ]��&��por Yuri et al. (2011), en el cual la disminución es

constante durante todas las fases de crecimiento (figuras 5A y B, tablas 4 y 5).

Relaciones hídricas

El crecimiento de frutos presentó un comporta-miento acorde a las aplicaciones de las láminas de agua para cada uno de los tratamientos. El �s del tratamiento control se mantuvo durante ��[� �&�[( ��Z��&��%��&�


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Tabla 5. Ecuaciones del modelo de la tasa de crecimiento relativo (TCR) del diámetro ecuatorial de fruto para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).

Modelo TCR diámetro ecuatorial

Tabla 4. Ecuaciones del modelo de la tasa de crecimiento relativo (TCR) del diámetro longitudinal de fruto para los tratamientos control (100% de ETc), T1 (lámina de agua fija, 67% del control) y T2 (lámina de agua fija, 55% del control).

Modelo TCR diámetro longitudinal

T2, siendo más negativo a mayor restricción y se igualaron cuando se presentaron las lluvias. $�� %��(-101 KPa) en el 92 DDF con una recuperación lenta al final de los tratamientos (Molina-Ochoa et al., 2015).

Con la imposición del déficit hídrico los �t, tal como era esperable, tendieron a disminuir. El T2, al que se le aplicó la menor lámina, tuvo meno-res valores que el control y T1 sin diferencias sig-nificativas (P� � *��[ �(*�MPa, después de 33 d de iniciarse el recorte de

agua (83DDF) (Molina-Ochoa et al., 2015), que se ajusta a lo que define De Swaef et al. (2009) para la mayoría de los frutales (entre -0,5 y 1,5 MPa) y muy superior a los encontrados por Mar-sal et al. (2012), (-1,2 MPa, en pera var. Conferen-cia) y Naor et al+�� (��[��>Z��#�+�Spadona), sin afectar el rendimiento.

No hubo diferencias significativas (P>0,05) en la producción, número y peso de frutos por árbol y los parámetros de calidad, debido posiblemente a que la reducción del volumen de agua en los tratamientos deficitarios no fue severa (Molina-



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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Ochoa et al., 2015). Sin embargo el tratamiento control tuvo una producción igual al T2 y mayor 3�2*"�?��%��#�+�

El tratamiento control resultó con el mayor peso medio de fruto (147 g). El T2, con el mayor nú-mero de frutos por árbol (32,5), tuvo el menor peso promedio por fruto (141 g), lo que confirma el efecto de la competencia entre el peso del fruto y el número de frutos por árbol, independiente del estrés de agua (Kriedemann y Barrs 1981; Agusti et al., 2003).

La producción obtenida en los tratamientos de riego fue baja, comparada con lo encontrado por Arenas (2011) en la misma parcela, esto puede indicar que ‘Triunfo de Viena’ presenta alternan-cia en su producción.

CONCLUSIONES

Las tres láminas de riego aplicadas durante la etapa de crecimiento rápido del fruto, no mostraron diferencias significativas en pro-ducción y calidad de la fruta, lo que quiere decir que se puede hacer un uso más eficiente del agua.

El crecimiento del diámetro longitudinal y ecuatorial del fruto tuvo un comportamiento sigmoide simple, obteniendo a partir de los datos experimentales un modelo logístico, mediante el cual se logra la determinación de la tasa absoluta y relativa de crecimiento, que es importante al momento de predecir el tiempo de la cosecha, que en nuestro caso fue ��()��+�


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